專利名稱：激光加工機(jī)透鏡和反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于激光加工機(jī)聚焦透鏡及反射鏡利用蒸發(fā)冷卻的結(jié)構(gòu)裝置。
在激光加工機(jī)床(包含激光切割機(jī)、焊接機(jī)、打孔劃線機(jī)、熱處理機(jī)等)中，透鏡和反射鏡在將激光器輸出的高能量光束安全、可靠地傳輸?shù)叫枰庸さ墓ぜ掀鹬匾淖饔?。在激光加工中，反射鏡和透鏡的振動和變形將極大地影響光束傳輸質(zhì)量，導(dǎo)致加工質(zhì)量下降，甚至無法正常加工。所以，在激光加工機(jī)設(shè)計的過程中，很重視反射鏡和透鏡的冷卻和保護(hù)。
現(xiàn)有技術(shù)中的反射鏡和透鏡的冷卻方法幾乎都用水來散熱冷卻。即在反射鏡和透鏡座的結(jié)構(gòu)上留有循環(huán)水道，冷卻水進(jìn)入水道，循環(huán)一周，將反射鏡座和透鏡座的熱量帶走。采用這種方法，雖然可使反射鏡座與透鏡座的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造得以簡化，但對冷卻水的質(zhì)量要求卻大為提高。冷卻水必須去離子軟化，以防止水垢形成，堵塞冷卻水道，從而降低散熱能力；流出冷卻水道的水必須經(jīng)冷卻塔降溫后過濾方可重新使用。另外，機(jī)床上還必須鋪設(shè)較長的水管。這樣一套水質(zhì)處理及冷卻裝置不但提高激光加工機(jī)的成本，而且占地面積大，消耗能量，并引起噪音。并且冷卻水的流量和壓力必須妥善控制，防止壓力沖擊出現(xiàn)導(dǎo)致反射鏡及透鏡座振動。
本實(shí)用新型的目的在于，為解決現(xiàn)有冷卻技術(shù)的不足，設(shè)計出一種適用于各類激光加工機(jī)的反射鏡和聚焦透鏡的自循環(huán)新型冷卻裝置，使反射鏡和透鏡在無須外加能量情況下，很快散走熱量，自身達(dá)到熱平衡。并使整個冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，無須運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。
本實(shí)用新型所說的激光加工機(jī)透鏡和反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置主要由冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器、冷卻介質(zhì)、鏡片、鏡座或鏡框、散熱翅片、波紋管等元部件組成。其構(gòu)成為，在鏡座(6)或鏡框(14)上設(shè)置或安裝有冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)，在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)的外殼上設(shè)置有一片或一片以上的散熱翅片(2)，在所說的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)上安裝有一個或一個以上的與冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)相通的波紋管(11)。
本實(shí)用新型所述的透鏡及反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置具有如下效果1.依靠鏡座或鏡框傳遞到冷卻介質(zhì)的熱量，使液體冷卻介質(zhì)在密封的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器內(nèi)自行蒸發(fā)、對流，并通過液體介質(zhì)將熱傳導(dǎo)到散熱翅片上傳遞出去。
2.冷卻介質(zhì)在密封的蒸發(fā)容器內(nèi)自行蒸發(fā)、對流、冷卻、凝結(jié)還原成液體冷卻介質(zhì)，不因蒸發(fā)或滲出而損失冷卻液體介質(zhì)，并可防止外界物質(zhì)的污染。
3.波紋管既可作為冷卻介質(zhì)的灌裝和封口之用，亦可作為膨脹閥之用，以彌補(bǔ)由于蒸發(fā)容器室內(nèi)因受熱后蒸氣壓力升高，而導(dǎo)致蒸氣密度提高引起液體介質(zhì)的沸點(diǎn)溫度提高，致使透鏡和反射鏡溫度升高的缺陷。波紋管的作用可使密封容器內(nèi)壓力保持相對穩(wěn)定，使預(yù)先設(shè)定好的透鏡、反射鏡的工作溫度保持不變。
4.利用沸騰傳熱方法，散熱效率高，其散熱量比自然冷卻方法高出1萬倍。
5.冷卻介質(zhì)可選用含氟惰性混合液體，安全無毒，不與蒸發(fā)容器發(fā)生發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反復(fù)沸騰后不分解。
6.整個冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡單，不需任何動力，無噪聲，無污染，使用成本低，無須維修保養(yǎng)，使用壽命長。
附


圖1用于透鏡上的蒸發(fā)冷卻裝置；附圖2附
圖1的俯視圖；附圖3用于反射鏡上的蒸發(fā)冷卻裝置；附圖4另一種用于反射鏡上的蒸發(fā)冷卻裝置。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型所述的激光加工機(jī)透鏡和反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置，以及本裝置用于透鏡和反射鏡上的結(jié)構(gòu)原理及形式。
附
圖1是一種用于激光加工機(jī)透鏡上的蒸發(fā)冷卻裝置結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，使用一個聯(lián)接螺帽(7)將透鏡座(6)和導(dǎo)光軸(8)固接為一體，透鏡(3)由彈性壓圈(4)和螺紋壓圈(5)固定在透鏡座(6)內(nèi)。透鏡座(6)外圓處有一密封的空腔，為冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)，在該蒸發(fā)容器(10)內(nèi)注有一定量的液體冷卻介質(zhì)(9)；在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)的外殼上沿周邊設(shè)置有一片或一片以上的散熱翅片(2)，在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)器(10)空腔的上部，安裝有一個或一個以上的與冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)室相通的波紋管(11)，在透鏡座(6)的下端有一個聯(lián)接激光噴嘴的聯(lián)接座(1)。
附圖3是一種用于激光加工機(jī)反射鏡上的蒸發(fā)冷卻裝置結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，使用固定螺釘(12)和調(diào)節(jié)螺釘(13)將反射鏡框(14)安裝在反射鏡座(15)上。反射鏡(16)由冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)緊壓裝在反射鏡框(14)中，在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)內(nèi)注有一定量的液體冷卻介質(zhì)(9)；在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)上設(shè)置有一片或一片以上的散熱翅片(2)，在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)空腔的上部，安裝有一個或一個以上的與冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)相通的波紋管(11)。
附
圖1和附圖3所描述的兩種結(jié)構(gòu)型式的蒸發(fā)冷卻裝置，都是將透鏡或反射鏡所吸收的熱量通過鏡座鏡框壁或冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器壁傳遞冷卻介質(zhì)中，當(dāng)冷卻介質(zhì)吸收熱量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的工件溫度時，開始沸騰，產(chǎn)生蒸氣，蒸氣上升與較冷的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器上壁及散熱翅片接觸后，又轉(zhuǎn)換成水珠狀回落到介質(zhì)中，如此循環(huán)，將透鏡及反射鏡吸收的熱量不斷地逸散出去。
附圖4是另一種結(jié)構(gòu)的反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置，其形狀不同于附圖3的結(jié)構(gòu)形式，在這種結(jié)構(gòu)形式中，所說的散熱翅片(2)可分布在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器(10)中間的凸出部的四周。與附圖3所示的結(jié)構(gòu)一樣，可在反射鏡框(14)上安置鏡片固定螺釘(17)。在反射鏡座(15)與反射鏡框(14)之間可安置O型密封圈(18)。按本實(shí)用新型的設(shè)計構(gòu)思可設(shè)計出不同結(jié)構(gòu)形狀的激光加工機(jī)透鏡和反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置。
權(quán)利要求1.一種激光加工機(jī)透鏡及反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于，主要由冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器、冷卻介質(zhì)、鏡片、鏡座或鏡框，散熱翅片、波紋管元部件組成，其構(gòu)成為，在鏡座或鏡框上設(shè)置或安裝有冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器，在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器的外殼上設(shè)置有一片或一片以上的散熱翅片和一個或一個以上的與冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器室相通的波紋管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于，用于透鏡冷卻時，所說的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器位于透鏡座的外圓處，所說的鏡片為透鏡，由彈性壓圈和螺紋壓圈固定在透鏡座內(nèi)，透鏡座的上端可由聯(lián)接螺帽與導(dǎo)光軸相固接；透鏡座的下端可由聯(lián)接座與激光噴嘴相固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于，用于反射鏡冷卻時，所說的冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器將鏡片，即反射鏡緊壓裝于反射鏡框中，反射鏡框由固定螺釘和調(diào)節(jié)螺釘安裝在反射鏡座上。
專利摘要一種用于激光加工機(jī)透鏡及反射鏡蒸發(fā)冷卻裝置，其構(gòu)成為，在鏡座或鏡框設(shè)置或安裝有冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器。在冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器的外殼上設(shè)置有散熱翅片和與冷卻介質(zhì)蒸發(fā)容器室相通的波紋管。本實(shí)用新型所說的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效率高，不需任何動力，無噪聲，無污染，無須維修保養(yǎng)，使用壽命長，并能適合于各種激光加工機(jī)的透鏡和反射鏡的冷卻。
文檔編號B23K26/00GK2110542SQ9123293
公開日1992年7月22日 申請日期1991年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月25日
發(fā)明者劉強(qiáng), 段正澄 申請人:華中理工大學(xué)